煤层自燃防治技术研究现状

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1、能源技术与管理2010年第1期doi：10．39696issn．1672—99432010．01．018煤层自燃防治技术研究现状张建强(西安科技大学能源学院，陕西西安710054)[摘要]频发的煤层自燃事故，已严重地威胁着国家利益和人民的生命财产安全，影响着我国煤炭工业的持续发展。文章主要介绍了当前国内外在煤层自燃火灾防治技术上的研究成果。[关键词】煤层自燃；防治；措施[中图分类号]TD75[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(201o)01．00463自燃倾向性实验测试主要是根据测试煤的自O引言燃倾向性，划分煤层自然发火等级，以此区分煤层煤自燃现象已经在自然界存在了数百万年。

2、的自燃危险程度。我国北方露头着火面积达7200km，累计烧毁煤20世纪80年代前，国内外对煤自燃倾向性量42亿t以上，并以每年2000～3000万t的速的研究方法主要以煤的氧化性为基础，大体可以度增加，受其影响造成的呆滞资源储量每年超过分为化学试剂法和吸氧法二类。20世纪80年代2亿，直接经济损失每年高达数十亿人民币⋯。我后，国外开始从煤的热效应角度来研究煤的自燃国煤矿自燃火灾约占矿井总火灾的70％，一些自性。美国矿业局研究出绝热炉，测定煤的最小自热然发火严重的矿区，如兖州、抚顺、鹤岗、窑街、义温度；加拿大则用静态等温法、绝热和动态法研究马、淮南等煤矿，其自然发火占矿井火灾次数的煤的自燃

3、性；土耳其采用非等温动力法测试煤自90％以上。更为严重的是矿井自燃火灾诱发瓦斯、燃临界温度和CO产生率。煤尘爆炸事故，严重威胁着人民的生命财产安全，我国是从20世纪50年代初期开展对煤炭自阻碍了煤炭工业的可持续发展，并由此造成巨大燃倾向性进行研究，先后采用克氏法、着火点温度的间接损失，如土地资源流失、大气污染、自然生降低值法、双氧水法和静态容量吸氧法进行研究。态环境破坏等。另外，煤炭行业每年都要投入巨额20世纪90年代，我国开始推广使用煤科总院抚资金用于火灾治理。所以，我国在“21世纪议程”顺分院研究的色谱动态吸氧法，该方法把色谱仪中已将煤炭自燃列为重大自然灾害类型之一_2_。中分离气体

4、的色谱柱换成了煤样试管，测定煤样对氧气的物理吸附量，并以某一温度(30oc)下每1国内外研究现状克干煤的吸氧量来划分自燃性。1．1煤自燃危险性预测法上述测试煤自燃性的实验，用煤量少，供风量1．1．1统计类比预测法相对较大，且实验采用程序升温加热，改变了煤自统计类比预测法是建立在已发生自然发火事燃过程的条件，与现场实际中，暴露于空气中的煤故统计资料基础上，分析预测实际开采条件下煤在常温下与空气中的氧缓慢、自由地氧化反应，热层的自燃危险性。随着综放无煤柱开采技术的推量逐渐积聚引起煤体升温的过程较大有相差，所广，由于沿空巷道沿底板一次掘进，巷道服务时间以，测试结果主要用于划分煤的自燃等级。长，

5、相邻采空区留有大量浮煤，且已氧化升温，因1．1-3综合评判预测法此，巷道沿空侧自然发火几率较大。匈牙利根据自燃火灾发生频率、工作面推进上述这些结论都是基于统计资料，在分析火速度、瓦斯涌出量等参数的关系，分析并确定出回灾原因的基础上获得。这种方法只能根据工作面归函数，然后计算出实际条件下总的火灾频率，来实际情况和自然发火统计资料，粗略判断煤层可预测煤层自然发火危险程度。能发火的危险性。近年来，我国学者，如蒋军成等人采用神经网1．1．2自燃倾向性实验测试络的方法预测煤层自燃危险程度，他们采用影响2010年第1期张建强煤层自燃防治技术研究现状47开采煤层自燃危险性的三个主要因素作为预测指1．3

6、．1指标气体分析法口标：煤炭自身的自燃倾向性，开采煤层的地质赋存煤层发火过程中，会产生一系列反映煤氧化条件和开拓开采及通风技术条件，对预测指标作和燃烧程度的指标气体，如CO、CO：、乙烷、乙烯进一步细分，来预测煤自燃的危险程度。刘宝琛等等，随着煤温的升高，其产生量将发生变化，因此，人采用防火系数作为预测指标，建立了人工神经可以利用指标气体产生量的变化，来进行煤层火网络的时间序列煤自然发火预测模型，来判断自灾的早期预报。目前国内外普遍采用CO作为煤然发火程度。田水承等应用煤自燃倾向性、煤层厚层火灾预报的主要指标气体，这首先是因为煤在度、煤层倾角、煤的同性系数及开采参数，运用模低温氧化过程中

7、，CO的生成量与煤温之间有十分糊聚类方法对自燃发火危险性进行了分类。密切的关系，随着煤温的升高，CO浓度的变化量这些方法都是利用大量的统计资料，分析煤最明显，所以，采用CO作为指标气体比较灵敏；自燃主要因素影响的程度，预测煤层自然发火危其次是因为煤层中一般不含有CO，井下爆破工作险的程度。所产生的CO能很快被风流所稀释和排除；再次1．2气体检测技术是CO检测比较容易、方便。所以，可以肯定地说，煤炭自燃指标气体的检测主要有2种：一是只